c - ARMCC 5 对 strtol 和 strtod 的优化

Question

我有一个基于 STM32L4 MCU(超低功耗 Cortex-M4)的板，用于 GNSS 跟踪目的。我不使用 RTOS，所以我使用自定义调度程序。编译器和环境是KEIL uVision 5(编译器5.05和5.06，行为没有改变)

MCU 通过普通 UART 与 GNSS 模块通信，协议(protocol)是 NMEA 和 AT 的混合。 GNSS 位置以纯文本形式给出，必须转换为一对浮点/ double 坐标。为了从文本中获取 double /浮点值，我使用 strtod (或 strtof)。请注意，字符串操作是在单独的缓冲区中进行的，与 UART RX 缓冲区不同。

UART 上纬度的典型字符串是

4256.45783

这意味着 42° 56.45783'

为了获得以度为单位的绝对位置，我使用以下公式

42 + 56.45783/60

当没有优化时，代码可以正常工作并且位置可以正确转换。当我打开 1 级优化(或更高)时，如果我使用标准 C 库，我可以转换整数部分(示例中为 42)，而当转换 56.45783 时，我只得到 56(因此分钟的整数部分，直到点)。

如果我摆脱标准库并使用从 ANSI C 源库下载的自定义 strtod 函数，我只会得到 0 并出现 ERANGE 错误。

在代码的其他部分，我使用 strtol，当 L1 优化打开时，它有一个奇怪的行为:当第一个数字是 9 并且转换基数是 10 时，它只是跳过 9 与其他数字。

因此，如果缓冲区中有 92 个，我将只解析 2 个。为了摆脱这个问题，我只是在数字前面加上一个 + 号，结果总是没问题(据我所知)。此 WA 不适用于 strtod。

请注意，我尝试使用静态、 volatile 和堆栈变量，行为不会改变。

编辑:我简化了代码，以便根据下面的评论找到问题所在

C代码是这样的:

void GnssStringToLatLonDegMin(const char* str, LatLong_t* struc)
{
    double dbl = 0.0;
    dbl = strtod("56.45783",NULL);
    if(struc != NULL)
    {
        struc->Axis = (float)((dbl / 60.0) + 42.0);
    }
}

0级优化:

559: void GnssStringToLatLonDegMin(const char* str, LatLong_t* struc) 
0x08011FEE BDF8      POP           {r3-r7,pc}
560: { 
0x08011FF0 B570      PUSH          {r4-r6,lr}
0x08011FF2 4605      MOV           r5,r0
0x08011FF4 ED2D8B06  VPUSH.64      {d8-d10}
0x08011FF8 460C      MOV           r4,r1
561:         double dbl = 0.0; 
0x08011FFA ED9F0BF8  VLDR          d0,[pc,#0x3E0]
0x08011FFE EEB08A40  VMOV.F32      s16,s0
0x08012002 EEF08A60  VMOV.F32      s17,s1
562:         dbl = strtod("56.45783",NULL); 
0x08012006 2100      MOVS          r1,#0x00 
0x08012008 A0F6      ADR           r0,{pc}+4  ; @0x080123E4
0x0801200A F7FDFED1  BL.W          __hardfp_strtod (0x0800FDB0)
0x0801200E EEB08A40  VMOV.F32      s16,s0 
0x08012012 EEF08A60  VMOV.F32      s17,s1
563:         if(struc != NULL) 
564:         { 
0x08012016 B1A4      CBZ           r4,0x08012042
565:                 struc->Axis = (float)((dbl / 60.0) + 42.0); 
566:         } 
0x08012018 ED9F0BF5  VLDR          d0,[pc,#0x3D4]
0x0801201C EC510B18  VMOV          r0,r1,d8
0x08012020 EC532B10  VMOV          r2,r3,d0
0x08012024 F7FEF880  BL.W          __aeabi_ddiv (0x08010128)
0x08012028 EC410B1A  VMOV          d10,r0,r1
0x0801202C ED9F0BF2  VLDR          d0,[pc,#0x3C8]
0x08012030 EC532B10  VMOV          r2,r3,d0
0x08012034 F7FDFFBC  BL.W          __aeabi_dadd (0x0800FFB0)
0x08012038 EC410B19  VMOV          d9,r0,r1
0x0801203C F7FDFF86  BL.W          __aeabi_d2f (0x0800FF4C)
0x08012040 6020      STR           r0,[r4,#0x00]
567: } 

一级优化

557: void GnssStringToLatLonDegMin(const char* str, LatLong_t* struc) 
0x08011FEE BDF8      POP           {r3-r7,pc}
558: { 
559:         double dbl = 0.0; 
0x08011FF0 B510      PUSH          {r4,lr}
0x08011FF2 460C      MOV           r4,r1
560:         dbl = strtod("56.45783",NULL); 
0x08011FF4 2100      MOVS          r1,#0x00
0x08011FF6 A0F7      ADR           r0,{pc}+2  ; @0x080123D4
0x08011FF8 F7FDFEDA  BL.W          __hardfp_strtod (0x0800FDB0)
561:         if(struc != NULL) 
562:         { 
0x08011FFC 2C00      CMP           r4,#0x00
0x08011FFE D010      BEQ           0x08012022
563:                 struc->Axis = (float)((dbl / 60.0) + 42.0); 
564:         } 
0x08012000 ED9F1BF7  VLDR          d1,[pc,#0x3DC]
0x08012004 EC510B10  VMOV          r0,r1,d0
0x08012008 EC532B11  VMOV          r2,r3,d1
0x0801200C F7FEF88C  BL.W          __aeabi_ddiv (0x08010128)
0x08012010 ED9F1BF5  VLDR          d1,[pc,#0x3D4]
0x08012014 EC532B11  VMOV          r2,r3,d1
0x08012018 F7FDFFCA  BL.W          __aeabi_dadd (0x0800FFB0)
0x0801201C F7FDFF96  BL.W          __aeabi_d2f (0x0800FF4C)
0x08012020 6020      STR           r0,[r4,#0x00]
565: }

我查看了这些函数调用的 __hardfp_strtod 和 __strtod_int 的反汇编，由于它们被合并为二进制文件，因此它们在优化级别方面不会改变。

Answer 1

由于优化，strtod 不起作用。感谢@old_timer，我必须制作自己的 strtod 函数，即使优化级别设置为 2 级，它也能工作。

double simple_strtod(const char* str)
{
 int8 inc;
 double result = 0.0;
 char * c_tmp;
 c_tmp = strchr(str, '.');
 if(c_tmp != NULL)
 {
    c_tmp++;
    inc = -1;
    while(*c_tmp != 0 && inc > -9)
    {
        result += (*c_tmp - '0') * pow(10.0, inc);
        c_tmp++; inc--;
    }
    inc = 0;
    c_tmp = strchr(str, '.');
    c_tmp--;
    do
    {
        result += (*c_tmp - '0') * pow(10.0,inc);
        c_tmp--; inc++;
    }while(c_tmp >= str);
 }
 return result; 
}

它可以通过不调用“pow”并使用更聪明的东西来进一步优化，但就像这样它可以完美地工作。